JP3292269B2 - コンクリートセグメント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は地下鉄、電力、通信、道
路などのトンネル、または人工河川、上下水道、共同溝
などとして用いられるトンネルをシールド工法で構築す
る場合のトンネル覆工用のコンクリートセグメントに関
する。

【０００２】

【従来の技術】トンネル覆工用のセグメントの材料とし
ては、古くから木材、鋳鉄、鋼、コンクリート等の材料
が用いられ、その間、強度上の問題、経済上の問題、あ
るいは施工上の問題などについていろいろと研究がなさ
れてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】いずれの材料からなる
セグメントも一長一短あり、例えば木材のセグメント
は、軽量で扱い易く人力で施工できる等のメリットがあ
る反面、縦軸方向の座屈に弱く、推力をかけねばならな
い工法には応用し難い。

【０００４】また、鋳鉄製のセグメントは製作コストが
かかり、鋼製セグメントは土圧に対する剛性が大きく、
断面も小さくてすむ等のメリットがあるが、縦軸方向の
変形に弱いという欠点がある。そこで近年、多くは圧縮
耐力の強い鉄筋コンクリートまたは鉄骨コンクリートの
セグメントが利用されている。

【０００５】鉄筋コンクリートまたは鉄骨コンクリート
のセグメントは、重量が重くなることの他に、シールド
を推進する際の反力や、搬送中の衝撃によって、セグメ
ントの角が欠けたり、ひび割れを生じ易い欠点があっ
た。

【０００６】また、コンクリートセグメントには箱形セ
グメントと平板形セグメントがあるが、継手部分の変形
と強度の点で平板形セグメントが多く用いられている。
平板形セグメントでは厚さを薄くするため、鉄筋または
鉄骨量が多く複雑化し、コスト高となる欠点があった。

【０００７】そこで本発明は、このような問題点を解決
するよう工夫されたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のコンクリートセ
グメントは、四角形の空隙ができるように、網代に組ん
だ網代平鋼部材を、セグメントの上下に位置するように
配置し、前記網代に組んだ網代平鋼部材を溶接し、上下
の網代に組んだ網代平鋼部材の上下の間隔を保持するた
めに、該セグメントの周方向の端部の辺部に、単一連結
平鋼部材を溶接し、前記四角形の空隙のその他の辺部に
は、コ字型連結平鋼部材を溶接して連結した鉄骨骨組
を、コンクリートに埋設してなることを特徴とするもの
である。

【０００９】

【作用】本発明のコンクリートセグメントにおいては、
網代に組んだ網代平鋼部材と連結平鋼部材で鉄骨骨組を
構成するので、トラスの原形である三角ユニットに近く
力学的に有利である。従って複雑な応力または変形に対
する耐力が高く、破壊に対する靱性が大きい。

【００１０】特に掘削機のシールド背面から受ける数千
トンにも及ぶ反力に対して充分な耐力を持たせることが
できる。また、網代に組んだ網代平鋼部材は、大きな反
力および搬送中の衝撃によるひび割れに対して有効にコ
ンクリートを拘束するため、コンクリートのひび割れを
防止することができる。

【００１１】また、従来の平板形鉄筋や鉄骨セグメント
に比較して、その厚さを薄くすることができ、このため
鉄筋と鉄骨を少なくして軽量化を図ることができる。ま
た、セグメント継手、リング継手は従来のものを使用で
き、さらに鉄骨骨組を構成する部材の種類も少なくてよ
い。

【００１２】また、従来の構造のように鉄筋や鉄骨の曲
げ加工が少なくてよく、また鉄骨骨組の部材の損傷も少
なくできる利点がある。さらに、コンクリートを打設す
る際、コンクリートの流れが良く、かつ仕上げ時に湾曲
部に生ずるふくみ（だれ）を防止することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明のコンクリートセグメントを図
面に従って説明する。

【００１４】本発明のコンクリートセグメントは、コン
クリートに鉄骨骨組を埋設して形成され、図１はコンク
リートに埋設された鉄骨骨組の上面図（セグメントの湾
曲を平面に延ばして示す）である。

【００１５】図において、鉄骨骨組は、四角形の空隙５
ができるように網代に組んで溶接され、上下に間隔をお
いて配置された網代平鋼部材２と、この網代平鋼部材２
の周囲に配置され、網代平鋼部材２に溶接された枠平鋼
部材１と、上下の網代平鋼部材２，２間に上下の間隔を
保持するとともに、上下の網代平鋼部材２と２を連結す
るために配置され、上下網代平鋼部材２の四角形の各空
隙５の辺部にそれぞれ溶接されたコ字型連結平鋼部材３
および単一連結平鋼部材４とから形成されている。

【００１６】枠平鋼部材１は所要の曲率に湾曲した長方
形の枠に形成されている。この上下２枚の枠に四角形の
空隙５ができるように網代に組んで溶接された網代平鋼
部材２がそれぞれ溶接されている。

【００１７】また、この上下網代平鋼部材２の空隙５の
辺部５ａにコ字型連結平鋼部材３と単一連結平鋼部材４
がそれぞれ溶接されている。この場合、特に単一連結平
鋼部材４はセグメントの周方向の端部の辺部５ａに溶接
され、コ字型連結平鋼部材３は四角形の空隙５のその他
の辺部に溶接されている。

【００１８】図２（ａ）は、図１のＡ部の詳細上面図で
あり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図２
（ｃ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ断面図、図２（ｄ）は、
図２（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。

【００１９】本発明のコンクリートセグメントは、図１
および図２に図示するように枠平鋼部材１と網代平鋼部
材２とコ字型連結平鋼部材３と単一連結平鋼部材４とか
らなる鉄骨骨組をコンクリートに埋設して構成されてい
る。

【００２０】即ち、本発明のコンクリートセグメント
は、四角形の空隙５ができるように、網代に組んだ網代
平鋼部材２を、セグメントの上下に位置するように配置
し、網代に組んだ網代平鋼部材２を溶接し、上下の網代
に組んだ網代平鋼部材２の上下の間隔を保持するため
に、セグメントの周方向の端部の辺部５ａに、単一連結
平鋼部材４を溶接し、四角形の空隙５のその他の辺部に
はコ字型連結平鋼部材３を溶接して連結した鉄骨骨組
を、コンクリートに埋設してなっている。

【００２１】なお、このような枠平鋼部材１と網代平鋼
部材２とコ字型連結平鋼部材３と単一連結平鋼部材４と
で形成された鉄骨骨組が埋設されたコンクリートセグメ
ントは、円形のセグメント以外の各種の形状のセグメン
トにも応用可能である。

【００２２】

【発明の効果】本発明の効果は次の通りである。

【００２３】（イ）本発明のコンクリートセグメントで
は、網代に組んだ網代平鋼部材と単一連結平鋼部材とコ
字型連結平鋼部材とで鉄骨骨組が構成されているので、
トラスの原形である三角ユニットに近く力学的に有利で
ある。従って、複雑な応力または変形に対する耐力が大
きく、破壊に対する靱性が大きい。

【００２４】（ロ）綱代に組んだ網代平鋼部材は、大き
な反力および搬送中の衝撃によるひび割れに対してコン
クリートを有効に拘束するため、コンクリートのひび割
れを防止することができる。

【００２５】（ハ）従って従来の平板形鉄筋または鉄骨
セグメントに比較してその厚さを薄くすることができる
ため、鉄筋や鉄骨を少なくして軽量化を図ることができ
る。

【００２６】（ニ）鉄骨骨組を構成する部材の種類も少
なくてよいため、従来の構造のように鉄筋や鉄骨の曲げ
加工が少なく、また鉄骨骨組部材の損傷も少なくてすむ
利点がある。

【００２７】（ホ）鉄骨骨組がこのように構成されてい
ることで、コンクリートを打設する際、コンクリートの
流れが良く、かつ仕上げ時に湾曲部に生ずるふくみ（だ
れ）を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鉄骨骨組の上面図（セグメントの湾曲を平面に
延ばして示す）である。

【図２】図２（ａ）は、図１のＡ部の詳細上面図であ
り、図２（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図２（ｃ）
は、（ａ）のＣ−Ｃ断面図、図２（ｄ）は、（ａ）のＤ
−Ｄ断面図である。

【符号の説明】

１…枠平鋼部材、２…綱代平鋼部材、３…コ字型連結平
鋼部材、４…単一連結平鋼部材、５…空隙、５ａ…辺
部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 四角形の空隙ができるように、網代に組
   んだ網代平鋼部材を、セグメントの上下に位置するよう
   に配置し、前記網代に組んだ網代平鋼部材を溶接し、上
   下の網代に組んだ網代平鋼部材の上下の間隔を保持する
   ために、該セグメントの周方向の端部の辺部に、単一連
   結平鋼部材を溶接し、前記四角形の空隙のその他の辺部
   にはコ字型連結平鋼部材を溶接して連結した鉄骨骨組
   を、コンクリートに埋設してなることを特徴とするコン
   クリートセグメント。